水平面上の点Aを速さ 1.4m/sで通過する質量 1.0kg の物体がある。 平面はなめ
らかだが,BC間のみあらく, 物体との間の動摩擦係数は0.15で、距離は0.50m
である。 重力加速度の大きさを9.8m/s とする。
例題28 保存力以外の力が仕事をする場合
(1) 物体が BC 間を通過する間にされる仕事は何Jか。
解答
物体が点D を通過する速さは何m/s か。
(1) 鉛直方向の力のつり
Nは
N=1.0×9.8=9.8N
20
9.8
ハ47
011579.8
-1:47+0,50 A 8.7150
D
0.74
0.785
い
1.70m/mfx1x1.42
あいより,垂直抗力の大きさ
μ'N 重力
動摩擦力の大きさfは
1.0×9.8N
「μ'N」より
f=0.15×9.8=1.47N
よって、物体がされる仕事 W は, 「W=-Fx」より
W=-1.47×0.50
=-0.735≒-074J
(3)
点Bを通過する速さを UB, 点D を通過する速さを と
する。 力学的エネルギーの変化が動摩擦力のした仕事に
等しいので
1/12mo
1
2 mv
mum=w
980.9
0.79 17
2
516
14
2
×1.0×13×1.0×1.4°=-0.735
2
UD2=-1.47+1.96=9.49
よって up=0.70m/s
2mv² = 0.24142
(2) AB, CD 間はなめらかなので力学的エネルギーは保存
される物体は等速直線運動をする)。
9800
=0.29
Point 動摩擦力は負の仕事をする。そのため、力学的
エネルギーは保存されず、減少する20,48
0.98-0.735
L
